局域共振弹性超材料梁禁带宽度的拓宽方法

作     者：王岗 万少可 洪军 李乐乐 刘硕 李小虎 WANG Gang;WAN Shaoke;HONG Jun;LI Lele;LIU Shuo;LI Xiaohu

作者机构：西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 西安交通大学机械工程学院西安710049 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52075428) 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2024年第58卷第10期

页      码：63-71页

摘      要：针对传统局域共振弹性超材料存在禁带宽度窄的问题,引入非均匀分布振子设计方法,在不改变振子总质量的前提下实现了禁带拓宽。首先,采用谱元法(SEM)建立通用弹性超材料梁模型,对单、双层均匀振子超材料梁结构的振动传递特性进行分析;然后,保持振子总质量相等,提出单、双层非均匀振子超材料梁的设计策略;最后,搭建实验装置对所提结构的振动抑制性能进行测试。研究结果表明:振子间的特征频率差异越大,最终形成的禁带宽度越宽,但禁带范围内的频响曲线会大幅波动,此时可通过加入适当阻尼进行抑制,使禁带曲线变得平稳;对于双振子超材料梁,振子的质量比和阻尼均会对结构的禁带特性产生影响,在振子与梁质量相同的条件下,单层非均匀及均匀振子超材料梁可分别形成带宽为440、68 Hz的禁带,双层非均匀及均匀振子超材料梁可分别形成带宽为395、40 Hz的禁带。研究表明所提超材料结构能够有效实现振动抑制,可为周期结构的振动问题提供一种新的调控方法。

主 题 词：弹性超材料 局域共振 谱元法 振动抑制 非均匀振子 

学科分类：12[管理学] 083002[083002] 1204[管理学-公共管理类] 0830[工学-生物工程类] 120402[120402] 08[工学] 0837[0837] 

核心收录：

D　O　I：10.7652/xjtuxb202410006

馆 藏 号：203126117...